Thematic School ``From the first to the second quantum revolution : Theory and applications''-Peyresq 19-09/24-09-2021

From the first to the second quantum revolution : Theory and applications. Quantum information is recognised today at the national and international levels. The french president, Mr Macron, announced for instance to devote 1.8 billion euro in the coming ten years to the so-called Plan Quantique aimed at supporting emerging quantum technologies. It is common nowadays to refer to this field of research under the label ``second quantum revolution’’, in relation with the first quantum revolution (1900-1930) during which the founding fathers (Planck, Bohr, de Broglie, Born, Pauli, Schodinger, von Neumann and so on) of the quantum theory elaborated its basic concepts. In the meanwhile the role of new concepts such as entanglement and non-locality has been clarified (Bell inequalites, 1964, Aspect experiment, 1981), and the progresses of the quantum technologies enabled to prepare and to control the evolution of individual quantum systems (photons, electrons, neutrons, atoms) as well as to generate entanglement between various quantum systems. The scope of the thematic school is to render account of the latest technological developments (quantum communication, quantum cryptography, quantum computing and simulators) and at the same time to put into evidence the fundamental concepts on which these developments rely (complementarity, contextuality, (de)coherence, entanglement and so on). The targetted audience is large : juniors and seniors, theoreticians active in fundamental research interested in a better understanding of the experimental challenges of the second quantum revolution, but also experimentalists aimed at broadening their theoretical vision and finally nano-opticians and other semi-classical physicists and engineers curious to discover the present quantum microcosm. The courses will be given at 50 percent by experimentalists and at 50 percent by theoreticians; it will be supported by tutorials as well as practical exercises aimed at illustrating the content of the courses. The school will be held in Peyresq, small village located in the french alp mountains. A bus shuttle will be organised between Nice and Peyresq. The school benefits from the support of the french CNRS (INSIS), the Groupe de Recherche Information Quantique, the doctoral school 352, the Ecole Centrale de Marseille, Aix-Marseille Université, and the team Clarté (Instititut Fresnel). Description courte de l’ Ecole Thématique QREV2021-Peyresq 30-05/04-06. DE LA PREMIERE A LA SECONDE REVOLUTION QUANTIQUE : THEORIE ET APPLICATIONS. L’ information quantique est désormais une thématique de recherche reconnue tant au national qu’ à l’ international (en janvier 2021, la France a par exemple débloqué 1,8 milliard d’ euro pour soutenir les recherches liées à l’ ordinateur quantique). On parle dans ce contexte de seconde révolution quantique, en rapport avec la première révolution quantique (1900-1930) durant laquelle ses pères fondateurs (Planck, Bohr, de Broglie, Born, Pauli, Schodinger, von Neumann etc) ont élaboré les concepts de base de la théorie quantique. Entretemps le rôle de concepts nouveaux tels que l’ intrication et la non-localité a été clarifié (inégalités de Bell, 1964, expérience d’ Alain Aspect 1981) et la technologie s’est développée jusqu’ à rendre possible le contrôle et l’ interaction de particules quantiques individuelles (photons, atomes etc). L’ objectif de l’ école est de faire le point sur les derniers développements technologiques (cryptographie et communications Q, ordinateur et simulateur Q) tout en mettant en lumière les concepts fondamentaux sur lesquels ils reposent (complémentarité, contextualité, décohérence versus intrication etc). Elle s’ adresse aux juniors et seniors, d’ une part aux théoriciens des fondements désirant mieux comprendre les enjeux expérimentaux de la seconde révolution, mais aussi aux expérimentateurs de terrain susceptible d’ élargir leur vision théorique et enfin aux nano-opticiens et autres physiciens semi-classiques, curieux d’ appréhender le microcosme quantique actuel. Le programme sera assuré à 50 pour cent par des théoriciens et à 50 pour cent par des expérimentateurs, et renforcé par une série de tutos et ``travaux dirigés’’ de base visant à illustrer les concepts exposés. L’ école se tiendra à Peyresq, bucolique village niché dans les hauteurs des Alpes de Haute Provence, du 30-05 au 04-06. Une navette de bus sera organisée depuis Nice. L’ école bénéficie du soutien du CNRS (INSIS), du GdR Information Quantique, de l’ école doctorale 352 (Marseille), de l’ ECM, de AMU et du groupe CLARTE (Institut Fresnel).